为实验室增加自动化

文/Tinius Olsen试验机有限公司 Shawn Byrd

机械手在塑料生产车间已司空见惯，它可以帮助注射成型商和其他加工商降低成本和提高效率。同样，这些好处现在在实验室里也可以实现。

自动化已经被塑料加工厂接受，注射成型商和其他加工商在生产车间内通过采用机械手来降低成本和提高效率。但是在实验室里呢？一种可扩展的全自动系统用于材料测试可行吗？这意味着，就像在工厂车间里一样，操作员可以自由地进行其他类型的质量测试，与此同时自动化系统，其核心是封闭单元中的机械手臂，与各个批次试样的测试任务很好地匹配着。

现在，可以在实验室里部署机械手执行一系列任务，测试从包装容器到医用配药器的任何产品。测试可以在不需要人为干预的情况下进行，全年无休。传统上，半自动测试主要用于大型工业金属工厂，比如需要每24 h取样一次并进行测试。鉴于操作员每周只能工作59 h，或者一年中工作127天，如果材料测试中采用一个可以连续运行的机械手系统，会使生产率显著提高。

测试自动化不仅仅是指在工厂中每天进行成百上千个试样的测试。如果在一个单元中采用机械手对试样进行自动化处理，也能提高生产率。

举一个医用成型商测试药物分配装置的真实例子：该公司在三个单独工位上进行测试，一群实验室操作员需要在一天内反复进行装载、测试和拆下测试部件。现在，这一切都是完全自动化的。另一个案例，是一家从事橡胶和塑料测试的全球化公司已经实现拉伸、弯曲模量和压缩的自动化测试，现在其正在研究是否能使整个过程进一步自动化。

自动化测试还减少了在执行大量重复任务时由于无聊和疲劳而导致工作失误的几率。与人不同，一台机械手可以始终如一的工作。先进的自动化系统不仅限于一种测试，通过特别设计，系统能够运行多个不同任务以及测试组合，从而提高效率和速度。

以积木式可扩展的方法构建系统，可以实现从很低的力（仅几牛顿）到1 000 kN以上很高的力的自动化测试。也可以采用一种单一试样的处理系统，用一个机械臂向多台测试机提供试样。

Tinius Olsen公司在德国斯图加特2017控制展会上重点推出一款材料测试自动化系统。该单元是一种低施力系统，在塑料上进行弯曲试验

单元中心的一台机械手可以服务多个材料试验机，为其提供多种试样进行多种类型的测试

采用最新的技术，你可以在一台机器上进行拉伸测试，在另一台机器上进行弯屈测试；也可以用两台测试机进行紧固件测试、供样和管理；或者使一台Rockwell硬度计和一台拉力试验机一起工作。针对药物递送装置的例子，可以在一个工位上测试针穿刺力，在另一个工位上测试药物分配压力。

在一个自动化系统中，材料测试成功的关键同样也是要有正确的夹具，用来牢固固定试样进行精确测试

自动化系统在生产制造中已经存在很多年了，今天的技术可以按比例放大或缩小，以满足任何要求。智能手机和平板电脑的应用也意味着管理人员可以在任何地方远程查看机械手和测试工位。测试部件从单元中顶出，整个过程的成功或失败，可以使用单元内的一台工业相机实时远程监控。该单元允许生产经理每天24 h通过手机或平板电脑进行访问，以检查一切工作是否顺利进行。

基于积木式概念和可扩展性，材料测试自动化现在对于塑料加工商而言是切实可行的。他们原本认为达到一定生产量的时候才有必要摆脱手工测试。而现在通过利用自动化他们每时每刻都能从生产率和可重复性中受益。